《物联网射频识别（RFID）核心技术教程》ppt课件

1、物联网射频识别（RFID）核心技术教程,点击此处结束放映,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,点击此处结束放映,电,子,教,案,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,物联网射频识别（RFID）核心技术教程 本书物联网-射频识别（RFID）核心技术教程由物联网-射频识别（RFID）核心技术详解一书改编而来。物联网-射频识别（RFID）核心技术详解2011年11月荣获陕西省普通高等学校优秀教材一等奖，2012年12月修订出版第2版，2013年荣获陕西省高等教育教学成果二等奖。物联网-射频识别（RFID）核心技术教程2016年出版，本书适合作为高校教材,点击此处结束放映,物联网射频识别（RFI

2、D）核心技术教程,第4章 RFID使用的频率及 电磁波的工作特点,点击此处结束放映,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,点击此处结束放映,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,点击此处结束放映,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,4.1.1 频谱的划分 无线电频率可供使用的范围是有限的，频谱被看作大自然中的一项资源，不能无秩序地随意占用，而需要仔细地计划加以利用。 频谱的分配是指将频率根据不同的业务加以分配，以避免频率使用方面的混乱,点击此处结束放映,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,点击此处结束放映,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,点击此处结束放映,物联网射频识别（R

3、FID）核心技术教程,4.1.2 频谱的分配和无线电业务种类 1、频谱的分配 因为电磁波是在全球存在的，所以需要有国际协议来分配频谱。进行频率分配的世界组织有国际电信联盟（ITU）、国际无线电咨询委员会（CCIR）和国际频率登记局（IFRB）等。当国际的频率划分确定后，各国还可以在此基础上给予具体的分配。我国进行频率分配的组织是工业和信息化部无线电管理局,点击此处结束放映,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,2、无线电业务种类 （1）广播业务 （2）定点通信业务 （3）移动通信业务 （4）无线电导航业务 （5）无线电定位业务 （6）空间通信业务 （8）气象业务 （9）标准频率业务 （10）

4、授时信号业务 （11）业余无线电业务 （12）工业、科学和医用频率,点击此处结束放映,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,4.1.3 ISM频段 1、不需要许可的ISM频段 ISM频段（Industrial Scientific Medical Band）主要是开放给工业、科学和医用三个主要机构使用的频段。ISM频段属于无许可（Free License）频段，使用者无需许可证，没有所谓使用授权的限制。 RFID工作频率的选择，要顾及其它无线电服务，不能对其它服务造成干扰和影响，因而RFID系统通常只能使用特别为工业、科学和医疗应用而保留的ISM频率,点击此处结束放映,物联网射频识别（RFI

5、D）核心技术教程,2、ISM频段的主要频率范围 （1）频率6.78MHz （2）频率13.56MHz （3）频率27.125MHz （4）频率40.680MHz （5）频率433.920MHz （6） 频率869.0MHz （7） 频率915.0MHz,点击此处结束放映,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,8） 频率2.45GHz （9） 频率5.8GHz （10）频率24.125GHz （11）频率60GHz （12）其它频率的应用 （13） 135KHz以下的频率范围没有作为ISM频率保留，135KHz以下的整个频率范围RFID也是可用的,点击此处结束放映,物联网射频识别（RFID）核

6、心技术教程,4.1.4 RFID使用的频段 射频识别（RFID）产生并辐射电磁波，但是RFID系统要顾及其他无线电服务，不能对其他无线电服务造成干扰，因此RFID系统通常使用为工业、科学和医疗特别保留的ISM频段。读写器和电子标签之间射频信号的传输主要有两种方式，一种是电感耦合方式，一种是电磁反向散射方式，这两种方式采用的频率不同，工作原理也不同,点击此处结束放映,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,点击此处结束放映,1. RFID电感耦合方式使用的频率,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,RFID电感耦合方式使用的频率主要为13.56MHz。除此之外，RFID也采用0135kHz之间

7、的频率,点击此处结束放映,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,点击此处结束放映,2. RFID电磁反向散射方式使用的频率,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,RFID电磁反向散射方式使用的频率主要为ISM频段的433.92MHz、869.0MHz、915.0MHz、2.45GMHz、5.8GHz等,点击此处结束放映,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,3.我国800/900MHz频段射频识别(RFID)技术应用规定(试行) 我国信息产业部2007年4月20日制定了800/900MHz频段RFID技术应用试行规定（信部无2007205号）。 800/900MHz频段RFID技术的具体

8、使用频率为840-845MHz和920-925MHz，该频段的RFID技术无线电发射设备按微功率（短距离）无线电设备管理，设备投入使用前，须获得信息产业部核发的无线电发射设备型号核准证,点击此处结束放映,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,点击此处结束放映,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,4.2.1电磁波的传播速度 1.自由空间中 在自由空间中，电磁波的速度为 (4.1,点击此处结束放映,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,2.无耗介质中 在无耗介质中，电磁波的速度为 (4.3,点击此处结束放映,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,3.有耗介质中 在有耗介质中，电磁波的速度

9、为 (4.3) 表示媒质有导电性，也即媒质有耗。在这种RFID的识别环境中，电子标签处于有机组织或含水物质的环境中，例如电子标签处在动物、潮湿木材或水产品环境中,点击此处结束放映,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,点击此处结束放映,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,4.2.2 RFID的工作波长 不同频率的电磁波所对应的波长不同，其传播方式和工作特点也各不相同，本节将介绍低频、高频和微波时RFID的工作波长,点击此处结束放映,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,电磁波的速度还可以表示为 (4.6) 可以看出，工作频率越高，工作波长越短,点击此处结束放映,物联网射频识别（RFID

10、）核心技术教程,点击此处结束放映,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,点击此处结束放映,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,点击此处结束放映,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,点击此处结束放映,4.2.3相位常数、波阻抗和能流密度矢量 1. 相位常数,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,点击此处结束放映,2. 波阻抗,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,点击此处结束放映,3. 能流密度矢量,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,点击此处结束放映,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,点击此处结束放映,4.2.4 波的极化,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,点击此

11、处结束放映,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,点击此处结束放映,4.2.5 反射系数和折射系数 1. 垂直入射,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,点击此处结束放映,2. 斜入射,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,点击此处结束放映,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,低频和高频RFID系统基本上都采用电感耦合识别方式。低频和高频RFID电子标签与读写器的距离很近，这样电子标签可以获得较大的能量。低频和高频RFID电子标签与读写器的天线基本上都是线圈的形式，两个线圈之间的作用可以理解为变压器的耦合,点击此处结束放映,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,点击此处结束放映,物

12、联网射频识别（RFID）核心技术教程,4.4.1自由空间的传输损耗 自由空间是不会吸收电磁能量的。自由空间的传输损耗，是指天线辐射的电磁波在传播过程中，随着传播距离的增大，能量的自然扩散而引起的损耗，它反映了球面波的扩散损耗。自由空间的传输损耗为 (4.1,点击此处结束放映,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,点击此处结束放映,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,4.4.2视距传播与菲涅耳区 视距传播是指发射天线和接收天线在相互能看得见的距离内，电波直接从发射点传到接收点的一种传播方式。实际上，收发天线之间电波传播所经历的空间，存在着对电波传播起主要作用的空间区域，这个空间区域称为传播

13、主区，传播主区可以用菲涅尔区的概念来表示,点击此处结束放映,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,点击此处结束放映,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,若T点为发射天线，R点为接收天线，以T点和R点为焦点的旋转椭球面所包含的空间区域，称为菲涅耳区。若菲涅尔半径不同，菲涅尔区的大小也不同。菲涅尔区有无数多个，分为最小菲涅尔、第一菲涅尔区、第二菲涅尔区等等,点击此处结束放映,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,为了获得自由空间的传播条件，只要保证在一定的菲涅耳区域内满足“自由空间的条件”就可以了，这个区域称为最小菲涅耳区。最小菲涅耳区半径为 当第一菲涅耳区内满足“自由空间的条件”，并且收

14、发天线只利用第一菲涅耳区传播电磁波，接收天线得到的辐射场为自由空间的2倍。第一菲涅耳区半径为,点击此处结束放映,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,4.4.3 RFID电磁波的传播机制 1 直射、反射、绕射和散射 当有障碍物（包括地面）时，RFID电波传播存在直射、反射、绕射和散射等多种情况，这几种情况是在不同传播环境下产生的。 （1）直射 （2）反射 （3）绕射 （4）散射,点击此处结束放映,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,2. RFID电磁波的传播 总的来说，微波RFID希望收发天线之间没有障碍物，提供电磁波视距传播的环境。微波RFID的频率主要包括433MHz、800/900

15、MHz、245GHz或58GHz，其中433MHz和800/900MHz频段电波的绕射能力较强，障碍物对电波传播的影响较小；2.45GHz和5.8GHz电磁波的波长较短，收发天线直线之间最好没有障碍物,点击此处结束放映,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,3. 衰减与衰落 （1）衰减 电波由发射天线到接收天线的过程中，产生衰减的因素很多，主要包括自由空间的传输损耗、障碍物的分隔和阻挡等。 （2）衰落 衰落是指信号随时间随机起伏的现象，有时是在几秒或几分钟内有快速变化的快衰落，有时是几小时或几天内出现缓慢变化的慢衰落,点击此处结束放映,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,点击此处结束放映,物联网射频识别（RFID）核心技术教程,点击此处结束放映,